[发明专利]固体碱催化剂催化合成乙二醇丙烯基醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及乙二醇丙烯基醚的合成，是丙烯醇和环氧乙烷为原料，在负载型固体碱催化剂KF/Al₂O₃的作用下，环氧乙烷开环反应合成乙二醇丙烯基醚。属于精细化学品技术领域。

背景技术

乙二醇丙烯基醚（Ethylene glycol monoallyl ether）含有醚键和羟基，是一种既具有亲水性又具有亲油性的精细化学品。此外，乙二醇丙烯基醚还含有可聚合官能团，显示出较高的活性，是一种性能良好的光固化活性单体。

随着科学技术的不断发展及社会对环保的日益重视及，环境友好型光固化技术越来越受关注，已广泛应用于涂料、微电子、胶粘剂、油墨等领域。目前光固化材料中常用的活性单体以丙烯酸酯多官能团单体为主，但其闪点低、粘度高、挥发性大、毒性大、有刺激性气昧等缺点，且许多丙烯酸酯多官能团单体均为致癌物质，带来诸多环境污染问题。因此开发新的活性单体并研究相应的催化反应过程很有意义。

乙二醇丙烯基醚主要由丙烯醇和环氧乙烷在碱催化剂作用下制得。目前普遍使用的碱催化剂有氢氧化钾、氢氧化钠等，存在选择性差、产物不易分离、产品着色等问题。亟需开发易分离、腐蚀小、污染少的催化剂及生产工艺，满足工业生产的需求。

发明内容

本发明的目的在于开发一种固体碱催化体系，提供一种催化剂与产物分离容易、对设备腐蚀性小、反应经济、清洁无污染的合成乙二醇丙烯基醚的方法。

本发明的目的是这样实现的：

固体碱催化剂催化合成乙二醇丙烯基醚的方法，以丙烯醇和环氧乙烷为原料，负载型KF/Al₂O₃固体碱为催化剂，环氧乙烷开环反应合成乙二醇丙烯基醚。

其中所述反应投料摩尔比为：丙烯醇：环氧乙烷=2.0~6.0:1(mol)，最适宜的投料摩尔配比为5:1（mol）。

其中所述催化剂质量百分比用量为反应物丙烯醇和环氧乙烷总质量的0.5~3.0%，最适宜的催化剂质量百分比用量为反应物丙烯醇和环氧乙烷质量的1.5%。

其中所述反应温度为90~130℃，适宜的反应温度为100℃。

本发明使用的催化剂是负载型KF/Al₂O₃固体碱催化剂，按照以下方法制备：将载体Al₂O₃至于马弗炉中200℃活化3h，将KF溶于无水乙醇中，加入活化后的Al₂O₃载体，其中KF和Al₂O₃的质量比为3:7，加入聚乙二醇-400，其中聚乙二醇-400占KF和Al₂O₃总质量的5%，60℃下搅拌4h，加热至105℃蒸去乙醇和水，105℃下真空干燥12h，置于马弗炉中在一定的温度下焙烧6h，得到负载型KF/Al₂O₃固体催化剂。

该固体碱催化剂反应后经过滤即可与产物分离，实现循环使用，对设备腐蚀性小，对环境无污染。

本发明的优点是： 采用负载型KF/Al₂O₃固体碱催化剂，反应过程中不溶解，反应完成后过滤即可分离，减少能耗。环氧乙烷转化率高，可高达98.64%。催化剂活性高且可以重复使用。

具体实施方式

通过以下实例对本发明作进一步说明，但并不因此而限制本发明。

实施例中，反应后各物质的浓度是用气相色谱仪进行定量分析的。采用GC9790型气相色谱仪，分流进样，配有程序升温部件，氢火焰离子化检测器。毛细色谱柱为SE-54（甲基聚硅氧烷）型30m×0.32mm×0.45μm。

实施例中，环氧乙烷的转化率按下述公式计算得到：